RU136763U1

RU136763U1 - DEVICE FOR REGULATING AIR PRESSURE IN VEHICLE TIRES

Info

Publication number: RU136763U1
Application number: RU2013138373/11U
Authority: RU
Inventors: Самир Тофик оглы Велиев
Original assignee: Велиев Джейхун Тофик оглы; Самир Тофик оглы Велиев
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2014-01-20

Abstract

1. Устройство для регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства, содержащее электропривод, взаимосвязанный с исполнительным устройством, которое включает систему подачи воздуха в шину транспортного средства, систему стравливания воздуха из шины транспортного средства, отличающееся тем, что система подачи воздуха включает поршневой компрессор, размещенный на колесе, а электропривод содержит статор, жестко закрепленный на неподвижном элементе тормозного механизма транспортного средства, и ротор, размещенный на колесе соосно с ним с возможностью вращательного движения в присутствии магнитной связи со статором, при этом исполнительное устройство выполнено с возможностью обеспечения взаимодействия ротора с системой стравливания воздуха при выборе режима стравливания воздуха и возможностью обеспечения взаимодействия ротора с поршневым компрессором системы подачи воздуха при выборе режима подачи воздуха.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве неподвижного элемента используют тормозной суппорт.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве неподвижного элемента используют тормозной щит.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве поршневого компрессора используют аксиально-поршневой компрессор.1. Device for regulating air pressure in the tires of a vehicle, comprising an electric drive interconnected with an actuator that includes a system for supplying air to a vehicle tire, a system for bleeding air from a vehicle tire, characterized in that the air supply system includes a reciprocating compressor located on the wheel, and the electric drive contains a stator, rigidly fixed to a fixed element of the brake mechanism of the vehicle, and a rotor placed on the wheel axially with it with the possibility of rotational movement in the presence of magnetic coupling with the stator, while the actuator is configured to provide interaction of the rotor with the air bleeding system when selecting the air bleeding mode and to ensure the interaction of the rotor with the piston compressor of the air supply system when selecting the air supply mode. 2. The device according to claim 1, characterized in that the brake caliper is used as a fixed element. The device according to claim 1, characterized in that the brake shield is used as a fixed element. The device according to claim 1, characterized in that an axial piston compressor is used as a piston compressor.

Description

Полезная модель относится к устройствам для регулирования давления воздуха в шинах транспортных средств.The invention relates to devices for regulating air pressure in vehicle tires.

Известно устройство для регулирования давления воздуха в шинах, включающее трубчатую камеру, интегрированную в стенку шины, управляющие клапаны (патент ЕР 2250035, 3.20.02.2009, оп. 17.11.2010). Система использует атмосферный воздух для автоматической подкачки шин во время движения. Работа устройства основана на принципе перистальтических насосов. В то время, как шина вращается и соприкасается с дорожным покрытием, камера действует, как перистальтический насос, накачивая дополнительный воздух, пока не достигается желаемое давление. При удовлетворительном давлении клапан автоматически прекращает подкачку воздуха.A device for regulating the air pressure in the tires, including a tubular chamber integrated into the tire wall, control valves (patent EP 2250035, 3.20.02.2009, op. 17.11.2010). The system uses ambient air to automatically inflate tires while driving. The operation of the device is based on the principle of peristaltic pumps. While the tire rotates and comes into contact with the road surface, the chamber acts as a peristaltic pump, pumping additional air until the desired pressure is reached. At satisfactory pressure, the valve automatically stops pumping air.

Известное устройство имеет следующие недостатки:The known device has the following disadvantages:

- работа устройства в режиме нагнетания воздуха невозможна без вращения колеса по твердому покрытию или грунту (движение в пробке, тяжелое бездорожье);- the operation of the device in the air injection mode is impossible without the rotation of the wheel on a hard surface or soil (traffic in traffic jams, heavy off-road);

- устройство не может создать давление в полностью спущенной шине;- the device cannot create pressure in a completely flat tire;

- эффективность устройства сильно зависит от частоты вращения колес и в случае прокола может оказаться недостаточной для продолжения движения;- the effectiveness of the device depends heavily on the frequency of rotation of the wheels and in the event of a puncture may not be sufficient to continue the movement;

- интеграция с другими системами транспортного средства будет затруднена, ввиду замедленной реакции на управляющие команды, зависящей от скорости движения транспортного средства;- integration with other vehicle systems will be difficult, due to the delayed response to control commands, depending on the vehicle speed;

- питание управляющих клапанов от аккумуляторов внутри шины, делает эксплуатацию системы достаточно сложной, так как их энергопотребление велико и может потребоваться демонтаж колес и шиномонтажные операции для замены источников питания;- the power supply of the control valves from the accumulators inside the tire makes the operation of the system quite complicated, as their energy consumption is high and wheel dismounting and tire fitting operations may be required to replace power supplies;

- встраивание в шину ограничивает ресурс устройства пробегом шины до предельно допустимого износа протектора, либо до повреждения шины, несовместимого с дальнейшей эксплуатацией;- integration into the tire limits the device’s life to the tire mileage to the maximum permissible wear of the tread, or to damage to the tire, incompatible with further operation;

- в случае, если удастся конструктивно отделить устройство от шины, ее ресурс все равно будет ограничиваться из-за постоянной работы перистальтического насоса во время движения транспортного средства;- in the event that it is possible to constructively separate the device from the tire, its resource will still be limited due to the constant operation of the peristaltic pump while the vehicle is in motion;

- применение новых физических принципов (для транспортного машиностроения), затруднит отработку устройства и его внедрение в массовое производство.- the application of new physical principles (for transport engineering) will complicate the development of the device and its introduction into mass production.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является устройство для регулирования давления воздуха в шинах, включающее электропривод, взаимосвязанный с системой подачи воздуха в шины транспортного средства, системой стравливания воздуха из шины (выложенная заявка JP №4-321405, з. 19.04.1991, оп. 11.11.1992, см. Приложение 1).The closest analogue adopted for the prototype is a device for regulating the air pressure in the tires, including an electric drive interconnected with the air supply system to the tires of the vehicle, the system for bleeding air from the tire (JP application laid out No. 4-321405, p. 04.19.1991, Op. 11.11.1992, see Appendix 1).

Система подачи воздуха в известном устройстве включает кривошипно-шатунный компрессор. Применение кривошипно-шатунного компрессора не позволяет без промежуточных устройств осуществить бесконтактную передачу электроэнергии для питания электродвигателя компрессора. Они усложняют и утяжеляют конструкцию.The air supply system in the known device includes a crank compressor. The use of a crank compressor does not allow contactless transmission of electricity to power the compressor motor without intermediate devices. They complicate and weight the design.

Также из недостатков можно отметить недостаточную надежность устройства, быстрый износ, обусловленные преимущественно наличием скользящих щеток для передачи электроэнергии на электропривод компрессора. На щетки попадает грязь, они изнашиваются, вследствие чего источник износа требует обслуживания, чистки, проверки.Also of the shortcomings can be noted the lack of reliability of the device, rapid wear, mainly due to the presence of sliding brushes for transmitting electricity to the compressor electric drive. Dirt gets on the brushes, they wear out, as a result of which the source of wear requires maintenance, cleaning, inspection.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является упрощение конструкции, повышение надежности, уменьшение массы, радикальное повышение ресурса.The task to which the claimed utility model is directed is to simplify the design, increase reliability, reduce mass, and radically increase the resource.

Технический результат - полезная модель позволяет реализовать бесконтактную передачу вращающего момента со статора на ротор компрессора, являющийся также управляющим элементом системы стравливания воздуха.EFFECT: utility model allows to realize contactless transmission of torque from the stator to the compressor rotor, which is also a control element of the air bleeding system.

Для решения поставленной задачи в устройстве для регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства, содержащем электропривод, взаимосвязанный с исполнительным устройством, которое включает систему подачи воздуха в шину транспортного средства, систему стравливания воздуха из шины транспортного средства, согласно полезной модели система подачи воздуха включает поршневой компрессор, размещенный на колесном диске, а электропривод содержит статор, жестко закрепленный на неподвижном элементе тормозного механизма транспортного средства, и ротор, размещенный на колесе соосно с ним с возможностью вращательного движения в присутствии магнитной связи со статором, при этом исполнительное устройство выполнено с возможностью обеспечения взаимодействия ротора с системой стравливания воздуха при выборе режима стравливания воздуха, и возможностью обеспечения взаимодействия ротора с поршневым компрессором системы подачи воздуха при выборе режима подачи воздуха.To solve the problem in a device for regulating the air pressure in the tires of a vehicle, comprising an electric drive interconnected with an actuator that includes a system for supplying air to a vehicle tire, a system for bleeding air from a vehicle tire, according to a utility model, the air supply system includes a piston compressor located on the wheel, and the electric drive contains a stator rigidly mounted on a fixed element of the brake mechanism of the transport w of the means, and the rotor placed on the wheel coaxially with it with the possibility of rotational movement in the presence of magnetic coupling with the stator, while the actuator is configured to provide interaction of the rotor with the air bleed system when selecting the air bleed mode, and the possibility of ensuring the interaction of the rotor with the piston air supply compressor when selecting the air supply mode.

В случае дисковых тормозов в качестве неподвижного элемента используют тормозной суппорт.In the case of disc brakes, a brake caliper is used as a fixed element.

В случае барабанных тормозов в качестве неподвижного элемента используют тормозной щит.In the case of drum brakes, a brake shield is used as a fixed element.

В качестве поршневого компрессора используют аксиально-поршневой компрессор.An axial piston compressor is used as a piston compressor.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами.The inventive utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображено устройство для регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства, расположение узлов исполнительного устройства и электропривода (колесо изображено полупрозрачным)In FIG. 1 shows a device for regulating air pressure in the tires of a vehicle, the location of the nodes of the actuator and electric drive (the wheel is shown translucent)

На фиг. 2, то же, состав исполнительного устройства и электроприводаIn FIG. 2, the same, the composition of the actuator and electric drive

На фиг. 3, то же, устройство исполнительного устройства и электропривода.In FIG. 3, the same device actuator and electric drive.

На фиг. 4, то же, устройство исполнительного устройства и электропривода (разрез).In FIG. 4, the same device actuator and electric drive (section).

На фиг. 5, то же, устройство исполнительного устройства и электропривода (крышка исполнительного устройства изображена полупрозрачной).In FIG. 5, the same device actuator and electric drive (the cover of the actuator is shown translucent).

На фиг. 6, то же, устройство системы стравливания воздуха (корпус изображен полупрозрачным).In FIG. 6, the same, the device of the air bleeding system (the body is shown translucent).

На фиг. 7, то же, поршневая группа.In FIG. 7, same piston group.

На фиг. 8, то же, компоновка агрегатов исполнительного устройства и электропривода в рабочем положении (установленное колесо и элементы ходовой части автомобиля не показаны).In FIG. 8, the same, the layout of the units of the actuator and the electric drive in the working position (the installed wheel and the elements of the chassis of the car are not shown).

На фиг. 9 - то же, устройство воздушных каналов (блок цилиндров и корпус датчика давления показаны полупрозрачными).In FIG. 9 - the same, the device of the air channels (cylinder block and the pressure sensor housing are shown translucent).

На фиг. 10 - то же, элементы исполнительного устройства, образующие коллектор, вид снаружи..In FIG. 10 - the same, the elements of the actuator, forming a collector, external view ..

На фиг. 11 - то же, элементы исполнительного устройства, образующие коллектор, вид изнутри.In FIG. 11 - the same, the elements of the actuator, forming a collector, inside view.

На фиг. 12 - то же, ротор-эксцентрик в сборе с подшипниками (вид со стороны эксцентрикового механизма).In FIG. 12 - the same rotor-eccentric assembly with bearings (view from the side of the eccentric mechanism).

На фиг. 13 - то же, ротор-эксцентрик в сборе с подшипниками (вид со стороны храпового зацепления).In FIG. 13 - the same rotor-clown assembly with bearings (view from the ratchet gear).

На фиг. 14 - то же, крепление компонентов электропривода к элементам ходовой части автомобиля.In FIG. 14 - the same, the fastening of the components of the electric drive to the elements of the chassis of the car.

На фиг. 15 - то же, крепление компонентов электропривода к элементам ходовой части автомобиля (электропривод в сборе).In FIG. 15 - the same, mounting the components of the electric drive to the elements of the chassis of the car (electric drive assembly).

На фиг. 16 - то же, крепление подвижной части исполнительного устройства на установочном фланце колеса из легкого сплава.In FIG. 16 - the same, mounting the movable part of the actuator on the mounting flange of the alloy wheel.

На фиг. 17 - то же, установка колеса со смонтированными в нем агрегатами исполнительного устройства на штатное место (штампованное стальное колесо).In FIG. 17 - the same, installation of a wheel with mounted actuator assemblies in a standard place (stamped steel wheel).

На фиг. 18 представлена схема работы механизма стравливания воздуха из шины транспортного средства.In FIG. 18 is a flow diagram of a vehicle air bleed mechanism.

Далее представлен пример конкретного выполнения заявляемого устройства при размещении его на транспортном средстве, оборудованном дисковой тормозной системой.The following is an example of a specific implementation of the inventive device when placing it on a vehicle equipped with a disc brake system.

Устройство для регулирования давления воздуха в шинах 1 транспортного средства содержит блок контроля и управления, электропривод, включающий ротор 2 и статор 3, исполнительное устройство, которое включает систему подачи воздуха в шину 1 транспортного средства, систему стравливания воздуха из шины, устройство измерения давления.A device for controlling the air pressure in the vehicle tires 1 comprises a control and control unit, an electric drive including a rotor 2 and a stator 3, an actuator that includes an air supply system to the vehicle tire 1, a system for bleeding air from a tire, and a pressure measuring device.

Система подачи воздуха содержит аксиально-поршневой компрессор 4, размещенный на колесе транспортного средства с креплением на колесном диске 5. Аксиально-поршневой компрессор 4 включает блок цилиндров 6, поршневые группы 7, нагнетательные клапаны 8 с пружинами 9, рычаги 10 привода поршня 11 с пальцами 12.1, ротор 2, выполненный в виде ротора-эксцентрика со сверхтонкими подшипниками 13 и 14, водило 15 и вспомогательные элементы, такие как кронштейны 16, штифты 17, кожух 18, крышка 19.The air supply system contains an axial piston compressor 4 mounted on a vehicle wheel mounted on a wheel disk 5. The axial piston compressor 4 includes a cylinder block 6, piston groups 7, pressure valves 8 with springs 9, levers 10 of the piston drive 11 with fingers 12.1, the rotor 2, made in the form of an eccentric rotor with ultra-thin bearings 13 and 14, drove 15 and auxiliary elements, such as brackets 16, pins 17, casing 18, cover 19.

Блок цилиндров 6 представляет собой единую деталь, выполненную из легкого сплава. В блоке 6 выполнены цилиндры 20 для установки в них поршневой группы 7, аксиальные 21 и круговые 22 каналы для формирования воздушного коллектора, отверстия и вырезы для монтажа нагнетательных клапанов 8, пневматических золотников 23.1 и механизмов стравливания 24 системы стравливания, вспомогательных элементов, прохода воздуха и крепления аксиально-поршневого компрессора 4 к колесному диску 5 транспортного средства. Количество цилиндров 20, отверстий, вырезов, равно или кратно (в зависимости от назначения) количеству крепежных болтов (шпилек) колеса ТС.The cylinder block 6 is a single part made of light alloy. In block 6, cylinders 20 are made for installing a piston group 7 in them, axial 21 and 22 circular channels for forming an air manifold, holes and cutouts for mounting pressure valves 8, pneumatic spools 23.1 and bleed mechanisms 24 of the bleed system, auxiliary elements, air passage and attaching the axial piston compressor 4 to the vehicle rim 5. The number of cylinders 20, holes, cutouts, is equal to or a multiple of (depending on the purpose) the number of mounting bolts (studs) of the vehicle wheel.

Поршневая группа 7 предназначена для всасывания отфильтрованного воздуха в рабочую камеру цилиндра 20 его сжатия и подачи под давлением через нагнетательные клапаны 8 в полость воздушного коллектора. В ее состав входят: поршень 11 из легкого сплава с канавками для установки поршневых колец 25, полостью для закладки пластичной смазки на наружной поверхности юбки, центральным каналом для прохода воздуха и установки гидрофобного воздушного фильтра 26 и полиуретанового впускного клапана 27, стальные поршневые кольца 25 для уплотнения рабочей камеры, полиуретановый впускной клапан 27, установленный в днище поршня 11 для всасывания отфильтрованного воздуха в цилиндр 20, упругая резиновая диафрагма 28 для крепления впускного клапана 27, гидрофобный воздушный фильтр 26 дополнительной очистки, установленный во внутреннем сквозном канале поршня 11, сдвоенный шток 29, предназначенный для передачи усилия от рычага 10 к поршню 11 с помощью поршневого пальца 12.2. Поршневой палец 12.2 служит для преобразования качательного движения рычага 10 в возвратно-поступательное движение штока 29, а соответственно и всей поршневой группы 7.The piston group 7 is designed for suction of filtered air into the working chamber of the cylinder 20 for its compression and supply under pressure through the discharge valves 8 into the cavity of the air manifold. It includes: a light alloy piston 11 with grooves for installing piston rings 25, a cavity for filling grease on the outer surface of the skirt, a central channel for air passage and installing a hydrophobic air filter 26 and a polyurethane intake valve 27, steel piston rings 25 for working chamber seals, polyurethane inlet valve 27 installed in the piston bottom 11 for suction of filtered air into the cylinder 20, elastic rubber diaphragm 28 for attaching the inlet valve 27, hydrophobic an air filter 26 for additional cleaning, installed in the internal through channel of the piston 11, a twin rod 29, designed to transmit forces from the lever 10 to the piston 11 using a piston pin 12.2. The piston pin 12.2 is used to convert the rocking movement of the lever 10 into the reciprocating movement of the rod 29, and accordingly the entire piston group 7.

Нагнетательный клапан 8 из полиуретана, установленный в коническом отверстии головки цилиндра 20 со стальной пружиной 9, служит для пропускания сжатого воздуха из полости цилиндра 20 в полость воздушного коллектора и для исключения его перетекания в обратном направлении.A pressure valve 8 made of polyurethane, mounted in a conical bore of the cylinder head 20 with a steel spring 9, serves to pass compressed air from the cavity of the cylinder 20 into the cavity of the air manifold and to prevent it from flowing in the opposite direction.

Рычаг 10 привода поршня 11, установленный в торцевой части цилиндра 20 посредством кронштейнов 16, служит для преобразования с помощью пальцев 12.1 и 12.2, плоскопараллельного движения водила 15 в возвратно-поступательное движение поршневой группы 7.The lever 10 of the piston drive 11, mounted in the end part of the cylinder 20 by means of brackets 16, is used to convert, using fingers 12.1 and 12.2, the plane-parallel movement of the carrier 15 into the reciprocating movement of the piston group 7.

Водило 15, установленное посредством подшипника 14 внутри ротора-эксцентрика 2, с необходимым эксцентриситетом, служит для преобразования вращательного движения ротора-эксцентрика 2 в качательное движение рычага 10. Форма водила 15 обусловлена необходимостью избежания контакта с крепежными болтами (шпильками) колеса и заклинивания механизма.The carrier 15, mounted by means of a bearing 14 inside the eccentric rotor 2, with the necessary eccentricity, is used to convert the rotational movement of the eccentric rotor 2 into the swinging movement of the lever 10. The shape of the carrier 15 is determined by the need to avoid contact with the mounting bolts (studs) of the wheel and jamming of the mechanism.

Ротор-эксцентрик 2, установленный посредством подшипника 13 в блоке цилиндров 6, служит для преобразования энергии вращающегося магнитного поля статора 3 в механическую энергию вращения и далее в плоскопараллельное движение водила 15.The rotor-eccentric 2, installed by means of the bearing 13 in the cylinder block 6, serves to convert the energy of the rotating magnetic field of the stator 3 into mechanical energy of rotation and then into plane-parallel motion of the carrier 15.

Система стравливания воздуха включает в себя храповое колесо 30, выполненное на торцевой поверхности ротора-эксцентрика 2 со стороны главного подшипника, механизмы стравливания 24, установленные в специальных гнездах блока цилиндров 6, по одному на каждый цилиндр 20, стандартные пневматические золотники 23.1, установленные в аксиальных каналах 21, являющихся продолжением посадочных гнезд механизмов стравливания 24.The air bleeding system includes a ratchet wheel 30, made on the end surface of the eccentric rotor 2 from the main bearing side, bleeding mechanisms 24 installed in special sockets of the cylinder block 6, one for each cylinder 20, standard pneumatic spools 23.1 installed in axial channels 21, which are a continuation of the landing nests of the bleeding mechanisms 24.

Механизм стравливания 24 воздуха представляет собой модульное устройство, устанавливаемое в специальное гнездо блока цилиндров 6 и выполняющее три функции: свободный пропуск храпового колеса 30 ротора-эксцентрика 2 при работе исполнительного устройства в режиме подачи сжатого воздуха в шину 1, блокировка храпового колеса 30 ротора-эксцентрика 2 при работе исполнительного устройства в режиме стравливания, передача усилия от храпового колеса 30 на шток пневматического золотника 23.1 системы стравливания для его открывания и выпуска сжатого воздуха из полости воздушного коллектора. Механизм стравливания 24 имеет П-образный корпус 31 с отверстиями для пропуска штока золотника 23.1, установки оси 32 рокера 33 и установочного винта 34. На оси 32, запрессованной в корпусе 31, одним концом подвешен с возможностью поворота рокер 33 специальной формы. Другим концом рокер 33, посредством оси 35, соединяется с подпружиненной собачкой 36 храпового механизма, образованного храповым колесом 30 и самой собачкой 36. Рабочее положение механизма стравливания обеспечивается упором рокера в стенку блока цилиндров, упругостью пружины штока золотника 23.1, а также избыточным давлением сжатого воздуха в полости воздушного коллектора.The air bleed mechanism 24 is a modular device that is installed in a special socket on the cylinder block 6 and performs three functions: free pass of the ratchet wheel 30 of the rotor-eccentric 2 when the actuator operates in compressed air supply to the tire 1, locking of the ratchet wheel 30 of the rotor-eccentric 2 when the actuator is in bleed mode, the force is transmitted from the ratchet wheel 30 to the rod of the pneumatic spool 23.1 of the bleed system for opening and releasing the compressed air air from the cavity of the air manifold. The bleed mechanism 24 has a U-shaped body 31 with holes for passing the spool rod 23.1, installing the rocker axis 32 32 and the set screw 34. On the axis 32, pressed into the housing 31, a special shaped rocker 33 is suspended with one end to rotate. At the other end, the rocker 33, via the axis 35, is connected to the spring-loaded dog 36 of the ratchet mechanism formed by the ratchet wheel 30 and the dog 36 itself. The working position of the etching mechanism is ensured by the rocker focusing on the cylinder block wall, the spring pressure of the spool rod 23.1, as well as the excess pressure of the compressed air in the cavity of the air manifold.

Устройство измерения давления воздуха в полости воздушного коллектора состоит из вентиля 37 с внутренней и наружной резьбой, установленного и приваренного (припаянного) к отверстию в воздушном коллекторе, стандартного пневматического золотника 23.2, ввинченного вовнутрь вентиля 37, датчика давления 38 со встроенными транспондером и антенной системы радиочастотной идентификации.The device for measuring air pressure in the cavity of the air collector consists of a valve 37 with internal and external threads installed and welded (soldered) to the hole in the air collector, a standard pneumatic spool 23.2, screwed into the valve 37, a pressure sensor 38 with built-in transponder and an antenna of the radio frequency system identification.

Устройством, которое объединяет вышеперечисленные, и которое является их неотъемлемой частью, является воздушный коллектор.A device that combines the above, and which is an integral part of them, is an air collector.

Воздушный коллектор образуется аксиальными 21 и круговыми 22 каналами, выполненными в блоке цилиндров 6, колпаками 40 цилиндров 20, нагнетательными клапанами 8, заглушками 41 круговых каналов 22, вентилем 37 и золотником 23.2 устройства измерения давления, штуцером 42 подачи (стравливания) воздуха, золотниками 23.1 механизмов стравливания воздуха.The air collector is formed by axial 21 and circular 22 channels made in cylinder block 6, caps 40 of cylinders 20, pressure valves 8, plugs 41 of circular channels 22, valve 37 and spool 23.2 of the pressure measuring device, nozzle 42 for supplying (bleeding) air, spools 23.1 air bleeding mechanisms.

Коллектор, с помощью штуцера 42 и трубопровода 43 (шланга), соединен с внутренней полостью шины 1.The collector, using the fitting 42 and the pipe 43 (hose), is connected to the internal cavity of the tire 1.

Для работы исполнительного устройства в любом из перечисленных режимов необходим электрический привод.To operate the actuator in any of the above modes, an electric drive is required.

Неподвижная часть электропривода представляет собой блок статора 3 короткозамкнутого асинхронного электродвигателя, имеющий собственный корпус 44 из легкого сплава, герметичную крышку 45 из диэлектрического материала со встроенной кольцевой антенной 39 системы радиочастотной идентификации и единый электрический разъем 46 для подключения к бортовой сети транспортного средства. Блок статора 3 крепят болтами (шпильками) на неподвижном элементе тормозного механизма 47 транспортного средства.The fixed part of the electric drive is a stator block 3 of a short-circuited asynchronous electric motor, having its own light alloy housing 44, a sealed dielectric material cover 45 with an integrated ring antenna 39 of the radio frequency identification system, and a single electrical connector 46 for connecting to the vehicle electrical system. The stator block 3 is fixed with bolts (pins) on the fixed element of the brake mechanism 47 of the vehicle.

В случае дисковых тормозов в качестве неподвижного элемента используют тормозной механизм 47.In the case of disc brakes, the brake mechanism 47 is used as the stationary member.

В случае барабанных тормозов в качестве неподвижного элемента используют тормозной щит, на котором размещают специальный кронштейн в виде скобы, одним плечом крепящийся к тормозному щиту (на чертежах не показаны), а на другом плече закрепляют статор 3 электродвигателя.In the case of drum brakes, a brake shield is used as a fixed element, on which a special bracket in the form of a bracket is placed, attached to the brake shield with one shoulder (not shown in the drawings), and an electric motor stator 3 is fixed on the other shoulder.

Подвижной частью электрического привода является вышеописанный ротор-эксцентрик 2, конструктивно выполненный как якорь короткозамкнутого асинхронного электродвигателя.The movable part of the electric drive is the above-described rotor-eccentric 2, structurally designed as an armature of a short-circuited asynchronous electric motor.

Ротор-эксцентрик 2 с храповым колесом 30 размещен в блоке аксиально-поршневого компрессора 4 на колесе с креплением на колесном диске 5.The rotor-clown 2 with a ratchet wheel 30 is placed in the axial piston compressor unit 4 on the wheel with a mount on the wheel 5.

При установке колеса транспортного средства на штатное место, ротор-эксцентрик 2 и статор 3 образуют короткозамкнутый асинхронный электродвигатель, а датчик давления оказывается на расстоянии менее 10 мм от кольцевой антенны 39 системы радиочастотной идентификации.When the vehicle wheel is installed in a regular place, the rotor-eccentric 2 and the stator 3 form a short-circuited asynchronous electric motor, and the pressure sensor is less than 10 mm from the ring antenna 39 of the radio frequency identification system.

Заявляемое устройство также включает электронный блок контроля и управления, включающий считыватель системы радиочастотной идентификации, силовой контроллер электропривода для каждого колеса.The inventive device also includes an electronic control unit, including a reader of the radio frequency identification system, a power controller of the electric drive for each wheel.

Устройство для регулирования давления воздуха в шинах работает следующим образом.A device for regulating air pressure in the tires works as follows.

Устройство для регулирования давления воздуха в шинах устанавливают на каждое колесо транспортного средства. При подаче электропитания в бортовую сеть транспортного средства (включение "зажигания"), электронный блок контроля и управления давлением в шинах 1 с помощью считывателя системы радиочастотной идентификации (RFID-ридера) и соединенных с ним кабелями антенн 39, начинает опрос датчиков давления воздуха с активными или пассивными RFID-транспондерами, установленных в исполнительных устройствах и определяет значения давления воздуха в каждом колесе транспортного средства (исключая запасные). В случае, если эти значения отличаются от заданных в какую-либо сторону на величину, большую допустимой, электронный блок контроля и управления давлением формирует и передает по сигнальному кабелю команды для силовых контроллеров электроприводов исполнительного устройства на увеличение или уменьшение давления в шинах 1 соответствующих колес. Контроллеры имеют также подключение к бортовой электросети транспортного средства с помощью силовых кабелей и выполняют функцию преобразования постоянного тока от генератора (аккумулятора) - в переменный трехфазный, требующейся мощности. Получив соответствующие команды, силовые контроллеры электроприводов подают переменный трехфазный ток необходимой фазировки на статоры 3 электроприводов для запуска роторов 2. Для стравливания воздуха из шины, ротор-эксцентрик 2 должен вращаться вперед по направлению движения транспортного средства, а для подачи сжатого воздуха в шину 1 - в противоположном направлении. Так как процесс опроса датчиков давления воздуха продолжается все время работы системы, с частотой несколько раз в секунду, то при достижении заданных значений давления воздуха в шинах 1, подается команда на отключение исполнительного устройства.A device for regulating tire pressure is mounted on each wheel of the vehicle. When applying power to the vehicle’s on-board network (turning on the ignition), the electronic tire pressure monitoring and control unit 1, using an RFID reader and antenna cables 39 connected to it, starts polling air pressure sensors with active or passive RFID transponders installed in actuators and determines the air pressure in each wheel of the vehicle (excluding spare). If these values differ from the set ones in any direction by an amount greater than the permissible value, the electronic pressure monitoring and control unit generates and transmits via signal cable commands for power controllers of electric actuators of the actuator to increase or decrease the pressure in the tires 1 of the respective wheels. The controllers also have a connection to the vehicle’s onboard power supply using power cables and perform the function of converting direct current from a generator (battery) to three-phase alternating current, the required power. Having received the appropriate commands, the power controllers of the electric drives supply an alternating three-phase current of the necessary phasing to the stators 3 of the electric drives to start the rotors 2. To bleed air from the tire, the eccentric rotor 2 must rotate forward in the direction of travel of the vehicle, and to supply compressed air to the tire 1 - in the opposite direction. Since the process of interrogating air pressure sensors continues throughout the system, with a frequency several times per second, when the specified values of the air pressure in the tires 1 are reached, a command is sent to turn off the actuator.

При возникновении необходимости изменения давления в шине 1 транспортного средства, на статор 3 электропривода подается переменный трехфазный ток, фазировка которого зависит от выполняемой исполнительным устройством команды.When it becomes necessary to change the pressure in the tire 1 of the vehicle, an alternating three-phase current is supplied to the stator 3 of the electric drive, the phasing of which depends on the command executed by the actuator.

Рассмотрим вначале выполнение команды на увеличение давления воздуха в шине 1.Consider first the execution of the command to increase the air pressure in the tire 1.

Переменный трехфазный ток, подаваемый соответствующим силовым контроллером на обмотки статора 3 электропривода, возбуждает вращающееся магнитное поле, которое, в свою очередь пересекает короткозамкнутые обмотки ротора-эксцентрика 2 (на чертежах не показаны) и приводит его во вращение с частотой, немного меньшей чем частота вращения поля (асинхронный электродвигатель). Так как направление вращения поля противоположно направлению вращения колес в случае движения транспортного средства вперед, то ротор-эксцентрик 2 всегда будет вращаться относительно блока цилиндров 6. Механизм стравливания 24 не препятствует вращению ротора-эксцентрика 2 (работа механизма стравливания 24 будет описана ниже). Эксцентрично соединенное с ротором-эксцентриком 2 через подшипник 14, водило 15 начинает совершать круговое плоскопараллельное движение вокруг оси ротора-эксцентрика 2. При этом, задняя поверхность водила 15 скользит по поверхности крышки 19 исполнительного устройства, для предотвращения осевого перемещения водила 15 под действием сил реакции рычагов 10. От вращения водило 15 удерживают пальцы 12.1, вставленные в его проушины и скользящие в пазах рычагов 10. Через пальцы 12.1, плоскопараллельное движение водила 15 преобразуется в качательное движение рычагов 10, которое, в свою очередь, преобразуется с помощью пальцев 12.2 в возвратно-поступательное движение поршней 11, всасывающих через главный фильтр (на чертеже не показан), фильтры поршней 26 и впускной клапан 27, размещенные внутри поршня 11, сжимающих и подающих сжатый воздух через нагнетательный клапан 8 в полость под колпаком 40. Данная полость с помощью аксиальных 21 и круговых 22 каналов соединена с такими же полостями остальных цилиндров 20, с вентилем 37 датчика давления 38 воздуха, соединительным штуцером 42 и золотниками 23.1 системы стравливания воздуха. Таким образом, все эти каналы и полости, образуют единый воздушный коллектор. Так как коллектор, с помощью штуцера 42 и трубопровода (шланга) 43, соединен с внутренней полостью шины 1, то давление в них быстро выравнивается. Небольшой перепад давлений между коллектором и шиной 1, возникающий при работе аксиально-поршневого компрессора 4 и зависящий от гидравлического сопротивления штуцеров 42, трубопровода 43 и другой арматуры, может быть учтен программным способом в блоке контроля и управления. Результатом работы исполнительного устройства является повышение давления в шине 1 транспортного средства до момента отключения электропривода.An alternating three-phase current supplied by the corresponding power controller to the stator windings 3 of the electric drive excites a rotating magnetic field, which, in turn, crosses the short-circuited windings of the rotor-eccentric 2 (not shown in the drawings) and drives it with a speed slightly less than the rotational speed fields (asynchronous electric motor). Since the direction of rotation of the field is opposite to the direction of rotation of the wheels in the case of the vehicle moving forward, the rotor-eccentric 2 will always rotate relative to the cylinder block 6. The etching mechanism 24 does not interfere with the rotation of the rotor-eccentric 2 (the operation of the etching mechanism 24 will be described below). Eccentrically connected to the rotor-eccentric 2 through the bearing 14, the carrier 15 begins to make circular plane parallel motion around the axis of the rotor-eccentric 2. In this case, the rear surface of the carrier 15 slides along the surface of the cover 19 of the actuator, to prevent axial movement of the carrier 15 under the action of reaction forces levers 10. From the carrier 15 rotation, the fingers 12.1 are held in, inserted into its eyes and sliding in the grooves of the levers 10. Through the fingers 12.1, the plane-parallel movement of the carrier 15 is converted into a swinging motion e levers 10, which, in turn, is converted using the fingers 12.2 in the reciprocating motion of the pistons 11, suction through the main filter (not shown), piston filters 26 and the intake valve 27, located inside the piston 11, compressing and feeding compressed air through the discharge valve 8 into the cavity under the cap 40. This cavity is connected to the same cavities of the remaining cylinders 20 with axial 21 and circular 22 channels, with the valve 37 of the air pressure sensor 38, the connecting fitting 42 and the spools 23.1 of the country system Air Lebanon. Thus, all these channels and cavities form a single air collector. Since the collector, using the fitting 42 and the pipeline (hose) 43, is connected to the internal cavity of the tire 1, the pressure in them quickly equalizes. A small pressure drop between the collector and the tire 1, arising during the operation of the axial piston compressor 4 and depending on the hydraulic resistance of the fittings 42, pipe 43 and other valves, can be taken into account programmatically in the monitoring and control unit. The result of the actuator is to increase the pressure in the tire 1 of the vehicle until the drive is disconnected.

Рассмотрим теперь выполнение команды на уменьшение давления воздуха в шине 1.Consider now the execution of the command to reduce air pressure in tire 1.

Вращающееся магнитное поле статора 3 начинает проворачивать ротор-эксцентрик 2 в направлении, совпадающем с направлением вращения колес в случае движения транспортного средства вперед, однако благодаря выполненному на роторе-эксцентрике 2, со стороны главного подшипника 13, храповому колесу 30, происходит его зацепление с собачкой 36 одного из механизмов стравливания 24. В результате этого блокируется движение ротора-эксцентрика 2 относительно блока цилиндров 6 и предотвращается нагнетание воздуха в шину 1. Далее ротор-эксцентрик 2 может вращаться только синхронно с колесом транспортного средства. Так как магнитное поле статора 3 продолжает вращаться с номинальной частотой ~ 3000 об/мин, что значительно больше частоты вращения колес, даже самых быстроходных транспортных средств, вращающий момент поля заставляет храповое колесо 30 ротора-эксцентрика 2 надавить на связанный с собачкой 36 рокер 33. Рокер 33 утапливает шток золотника 23.1, который открываясь, выпускает сжатый воздух из полости коллектора в полость привода и далее в атмосферу. После того, как значение давления в шине 1 достигает заданного, необходимо закрыть золотник 23.1 системы стравливания. Однако, сопротивление вращению ротора-эксцентрика 2 из-за трения поршней 11 и других деталей, может оказаться больше, чем будет способна преодолеть пружина золотника 23.1. Поэтому, для завершения процесса стравливания воздуха, может потребоваться подача кратковременного импульса переменного трехфазного тока для реверсирования ротора-эксцентрика 2, освобождения штока золотника 23.1 и его закрытия.The rotating magnetic field of the stator 3 begins to rotate the rotor-eccentric 2 in the direction coinciding with the direction of rotation of the wheels in the case of forward movement of the vehicle, however, due to the ratchet wheel 30 made on the rotor-eccentric 2 from the main bearing 13, it engages with the dog 36 of one of the bleeding mechanisms 24. As a result, the movement of the rotor-eccentric 2 relative to the cylinder block 6 is blocked and the injection of air into the tire 1 is prevented. Further, the rotor-eccentric 2 can rotate atsya only synchronously with the vehicle wheel. Since the magnetic field of the stator 3 continues to rotate with a nominal frequency of ~ 3000 rpm, which is much higher than the frequency of rotation of the wheels, even of the fastest vehicles, the torque of the field causes the ratchet wheel 30 of the rotor-clown 2 to put pressure on the rocker 33 connected to the dog 36. Rocker 33 sinks the valve stem 23.1, which, when opened, releases compressed air from the manifold cavity into the drive cavity and further into the atmosphere. After the pressure value in the tire 1 reaches the set, it is necessary to close the valve 23.1 of the bleed system. However, the resistance to rotation of the rotor-eccentric 2 due to friction of the pistons 11 and other parts may be greater than the spool spring 23.1 will be able to overcome. Therefore, to complete the process of air bleeding, it may be necessary to supply a short pulse of alternating three-phase current to reverse the rotor-eccentric 2, release the valve stem 23.1 and close it.

Работа исполнительного устройства возможна при любых режимах движения, на любых скоростях, а также при стоянке транспортного средства.The operation of the actuator is possible under any driving conditions, at any speed, as well as when the vehicle is parked.

Количество выступов на храповом колесе 30 ротора-эксцентрика 2, должно быть всегда на один меньше, чем количество механизмов стравливания 24, и соответственно, цилиндров 20 аксиально-поршневого компрессора 4. Это гарантирует срабатывание в режиме стравливания воздуха, только одного механизма стравливания 24, для предотвращения быстрого падения давления в шине 1. Кроме этого, такая конструкция обеспечивает надежность срабатывания исполнительного устройства в случае заклинивания штока золотника 23.1. Если это происходит, система отрабатывает команду на реверсирование ротора-эксцентрика 2 и затем повторяет попытку включения режима стравливания воздуха. В этом случае вероятность включения исправного механизма стравливания 24 весьма высока и возрастает с увеличением количества цилиндров 20 аксиально-поршневого компрессора 4 исполнительного устройства. Количество цилиндров 20 аксиально-поршневого компрессора 4 исполнительного устройства зависит от количества крепежных болтов (шпилек) колеса, и может варьироваться от трех до десяти в зависимости от конструкции транспортного средства. В представленной заявке показано исполнительное устройство с четырьмя цилиндрами 20 и соответственно четырьмя крепежными болтами. Теоретически, количество цилиндров 20 может быть любым, однако увеличение его выше десяти экономически нецелесообразно так как ведет к непропорциональному увеличению массогабаритных параметров исполнительного устройства и соответствующему увеличению стоимости.The number of protrusions on the ratchet wheel 30 of the eccentric rotor 2 must always be one less than the number of bleed mechanisms 24, and accordingly, the cylinders 20 of the axial piston compressor 4. This ensures that only one bleed mechanism 24 is activated in the bleed mode, for prevent rapid pressure drop in the tire 1. In addition, this design ensures the reliability of the actuator in the event of jamming of the valve spool 23.1. If this happens, the system fulfills the command to reverse the rotor-eccentric 2 and then repeats the attempt to turn on the air bleeding mode. In this case, the probability of the inclusion of a working bleeding mechanism 24 is very high and increases with increasing number of cylinders 20 of the axial piston compressor 4 of the actuator. The number of cylinders 20 of the axial piston compressor 4 of the actuator depends on the number of mounting bolts (studs) of the wheel, and can vary from three to ten, depending on the design of the vehicle. In the submitted application, an actuator with four cylinders 20 and four mounting bolts, respectively, is shown. Theoretically, the number of cylinders 20 can be any, but increasing it above ten is not economically feasible since it leads to a disproportionate increase in the overall dimensions of the actuator and a corresponding increase in cost.

В случае интеграции заявляемого устройства в шинах с другими системами транспортного средства, возможно оперативное изменение заданных значений давления, в зависимости от условий и режимов движения транспортного средства (движение по рыхлому песку, снегу, щебню и т.д.). Кроме этого, возможно принудительное изменение этих значений по команде водителя (оператора) для различных целей (изменение загрузки транспортного средства, увеличение клиренса, уменьшение высоты транспортного средства и т.д.).In the case of integration of the inventive device in tires with other vehicle systems, it is possible to quickly change the set pressure values, depending on the conditions and modes of movement of the vehicle (movement on loose sand, snow, gravel, etc.). In addition, it is possible to force change these values at the command of the driver (operator) for various purposes (changing the vehicle load, increasing the clearance, reducing the height of the vehicle, etc.).

Полезная модель позволяет упростить конструкцию, повысить надежность устройства для регулирования воздуха в шинах транспортного средства, уменьшить его массу, радикально повысить ресурс.The utility model allows to simplify the design, increase the reliability of the device for regulating the air in the tires of the vehicle, reduce its mass, radically increase the resource.

Claims

1. Device for regulating air pressure in the tires of a vehicle, comprising an electric drive interconnected with an actuator that includes a system for supplying air to a vehicle tire, a system for bleeding air from a vehicle tire, characterized in that the air supply system includes a reciprocating compressor located on the wheel, and the electric drive contains a stator, rigidly fixed to a fixed element of the brake mechanism of the vehicle, and a rotor placed on the wheel oosno with it, with a rotational movement in the presence of a magnetic coupling with the stator, wherein the actuator is configured to provide the rotor interacting with the system air bleed mode is selected bleed air and the possibility of providing the rotor interacting with piston compressor air supply system when selecting the air supply mode.

2. The device according to claim 1, characterized in that the brake caliper is used as a fixed element.

3. The device according to claim 1, characterized in that the brake shield is used as a fixed element.

4. The device according to claim 1, characterized in that the axial piston compressor is used as a piston compressor.